[发明专利]一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法，包括在原有的无渣自保护药芯焊丝中加入氟化石墨烯和碳化钛粉的混合物，混合物按质量百分数称取含量如下：6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和碳化钛制得混合物。与现有技术相比，本方案有益效果在于：延长了焊丝的熔滴过渡周期，加剧了冶金反应行为，使得焊丝自保护效果得到进一步地优化；改良后飞溅率较低；对熔池的作用效果加强，渣溅行为较少，熔敷效率提高，并且对焊缝的宏观成形有一定影响，增强耐磨性及抗氧化能力。防止焊丝受潮，减少气孔产生。具有细化晶粒，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。

技术领域

本发明涉及属于焊接材料领域，具体所指一种改善焊接性能药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

目前在众多焊接材料中，无渣自保护药芯焊丝自动化程度高、无需额外供气、高效节能、多层焊无需清渣，节能降耗效应明显，是最有发展潜力的焊接材料之一，但同时也容易存在自保护效果不良、焊丝容易受潮，焊道产生气孔，焊缝韧度差，并且由于过热而产生的晶粒粗大，及电弧稳定性能欠佳的问题。

碳化钛为黑色粉末，具有耐高温、抗氧化、强度高、硬度高、导热性良好、韧性好，碳化钛结合力强，稳定，不易分解，在金属中只有加热到1000℃以上才能缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前，碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲和力远大于铬和碳之间的亲和力，在用钛来固定其中的碳以消除铬在晶界处的贫化，从而消除或减轻钢的晶间腐蚀，从而细化晶粒。

氟化石墨烯具有高导电、导热性及超大的比表面积等优点，会对焊接化学冶金带来积极影响；石墨烯在铝、镁合金焊缝中有诱导针状铁素体形核、细化晶粒等作用。使石墨烯部分氟化或全部氟化的产物，是一种重要的新型石墨烯衍生物。它不但保留了石墨烯独特的二维结构，又由于氟原子的引入，使其具有一些不同于石墨烯的优异性能。作为石墨烯的新型衍生物，氟化石墨烯具有表面能低、疏水性强等优异的物理化学性能，同时还具有耐高温、耐腐蚀性、耐摩擦性、化学性质稳定的特点。因此，研制出一种能够利用氟化石墨烯和碳化钛的混合物能够解决目前无渣自保护药芯焊丝存在的自保护效果不良及晶粒粗大的缺陷，本方案具有防止焊丝受潮，增强耐磨性及抗氧化能力。细化晶粒，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。

发明内容

本方案为了克服现有的无渣自保护药芯焊丝存在的自保护效果不良、晶粒粗大及电弧稳定性能欠佳的问题，通过在焊丝中加入氟化石墨烯和碳化钛的混合物来防止焊丝受潮，使晶粒细化，增强耐磨性及抗氧化能力，提高焊缝硬度，改善冲击韧度的效果。

技术方案如下：一种改善焊接性能药芯焊丝，在原有的无渣自保护药芯焊丝中加入氟化石墨烯和碳化钛的混合物，其特征在于，混合物按质量百分数称取含量如下： 6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和碳化钛制得混合物制得混合物。

一种改善焊接性能药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：

（1）将6.5%的Mg粉、35%的Fe粉、2.0%的Al粉、11.5%的Cr粉、3.0%的V粉、0.05%的氟化石墨烯和碳化钛混合后的药粉搅拌均匀；

（2）将钢带在20℃-40℃的条件下进行超声清洗，超声时间为180-300s；

（3）对步骤（1）得到的药粉在200℃的温度下进行烘干，得到干燥的混合物；

（4）将烘干后的药粉放置在药芯焊丝制造机器的容器中；

（5）拉拔成规定尺寸的焊丝；

（6）将制造好的焊丝进行镀铜处理，防止腐蚀。

所述步骤（4）的药芯焊丝填充率为15%，所述步骤（5）的焊丝尺寸为直径1.2mm。